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Aug 01, 2023

Schutz von Rohrleitungen durch kathodischen Schutz

In den letzten drei Jahrzehnten haben Korrosionsprobleme die Lebenserwartung des Rohrsystems auf nur wenige Jahre verkürzt. Allein in den USA kostet Korrosion die Industrie mehr als eine Milliarde Dollar

In den letzten drei Jahrzehnten haben Korrosionsprobleme die Lebenserwartung des Rohrsystems auf nur wenige Jahre verkürzt. Allein in den USA kostet Korrosion die Industrie jährlich mehr als eine Milliarde Dollar.

Rohrleitungskorrosion ist ein natürliches Phänomen. Rohrmaterial und wesentliche Eigenschaften verschlechtern sich mit der Zeit. Korrosion entsteht durch elektrochemische Reaktionen von Rohrleitungsmaterialien mit ihrer Umgebung. Korrosion findet man sowohl an Innen- als auch an Außenflächen. Wie jede andere Naturgefahr kann auch Rohrleitungskorrosion zu einem lebensgefährlichen Ausfall führen. Außerdem kann es zu kostspieligen Schäden an der Pipeline und den zugehörigen Systemen kommen.

Sie können Stahlrohre mit kathodischem Schutz abschirmen, um Korrosion zu verhindern. Diese Technik reduziert die Korrosion der Metalloberfläche. Dies geschieht, indem die Oberfläche zur Kathode einer elektrochemischen Zelle gemacht wird. Dieses kathodische Schutzsystem funktioniert durch Anlegen eines kleinen Stroms an die Rohrleitung. Den Strom speisen die Techniker über sogenannte Transformator-Gleichrichter in die Rohrleitungen ein, die Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln. Die Anlage nutzt diesen Strom, um die „Energie“ der Pipeline zu senken.

Der eingeprägte kathodische Schutz schützt einige Rohrleitungen vor Korrosion. Dieser Typ erfordert eine nichtleitende Barriere zwischen der Prozessleitung und dem Instrument. Die Barriere schützt es vor den Auswirkungen von elektrischem Strom. Diese Maßnahme wiederum schont teure Elektronik.

AS-Schneider empfiehlt die Verwendung eines dielektrischen Isolationssets als nichtleitende Barriere. Dieses Kit dient zur Montage am Einlassflanschanschluss des Verteilers. Es verläuft zwischen dem stabilisierten Anschluss und dem Verteiler.

Das Unternehmen hat dielektrische Isolationssätze entwickelt, um die Integrität der Pipeline aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus gewährleisten sie die Zuverlässigkeit des Rohrleitungssystems durch Sicherheit und Korrosionsschutz. Dielektrische Isolationssätze sorgen für eine wirksame Abdichtung und elektrische Isolierung von Flanschen. Durch die Eliminierung des Metall-zu-Metall-Kontakts wird der statische Strom gestoppt. Auf diese Weise werden elektronische Schäden am Instrument verhindert.

Als das Unternehmen vor ein paar Jahren das dielektrische Isolationsset entwickelte, gab es eine große Herausforderung. Die Herausforderung bestand darin, eine zuverlässige, leckagefreie Verbindung für 6.000 psi (414 bar) herzustellen. Der Anschluss musste ohne gekapselte Dichtung erfolgen. Außerdem musste das Unternehmen die Verschraubung gegen ein nicht leitendes weiches Kunststoffmaterial festziehen. Aber vor einer Herausforderung schreckt man nie zurück: „Die Herausforderung ist einer der Gründe, warum die Entwicklung von Produkten für mich so viel Spaß macht und immer wieder spannend ist“, erklärt Markus Häffner, Leiter Design und Entwicklung bei AS-Schneider.

Was die Anforderungen an das dielektrische Isolationskit angeht, schien diese Entwicklung zunächst keine große Herausforderung zu sein. Letztendlich musste das Team jedoch viele Tests durchführen, um ein sicheres und zuverlässiges Produkt zu erhalten. Warum? Die Aufgabe schien recht einfach zu sein, doch oft steckt der Teufel im Detail. In diesem Fall waren die Anforderungen:

Für ein dichtes Dichtsystem bis 6.000 psi (414 bar) mussten die Schrauben mit einem definierten Drehmoment angezogen werden. Auch die aus diesem Drehmoment resultierenden Kräfte musste der Kunststoff aufnehmen. Darüber hinaus werden die Ärmel beim Erhitzen auf eine Temperatur von 80 °C sehr weich und neigen zum Kriechen. Durch dieses Kriechen nimmt die Schraubenspannung und damit die Kompression des Dichtrings ab. An diesem Punkt kann es zu Undichtigkeiten kommen.

Um dieses Ziel zu erreichen, führte das Team detaillierte Untersuchungen der Dichtungsgeometrie und umfangreiche Tests der Zusammensetzung verschiedener Kunststoffmaterialien durch. Für seine verstärkten Kunststoffe wurden sogar unterschiedliche Glasfasergehalte getestet.

Das dielektrische Isolationsset ist ein wesentlicher Bestandteil des Direktmontagesystems des Unternehmens, da es die enge Kopplung elektronischer Durchflussmessgeräte an eine Messblende ermöglicht. AS-Schneider hat diese Systeme für eine sichere und effiziente Kurzkupplung konzipiert. Sie verringern oder reduzieren die Auswirkungen von Messlinienfehlern.

Der Pipeline Gas Compressor Research Council und Southwest Research führten kürzlich eine Studie durch. Dabei wurde die von Reglern und Durchflussregelventilen erzeugte Pulsation untersucht. Das Team untersuchte auch Kompressoren und einige Rohrleitungskonfigurationen. Sie fanden heraus, dass Pulsation zu unerwünschten Quadratwurzelfehlern führen kann. Es entsteht außerdem ein Spurlinienfehler. Die Pulsation am Blendenzähler ist eine erhebliche Quelle für den Verlust von Erdgas. Diese Fehler führen zu enormen wirtschaftlichen Gewinnen oder Verlusten. Sie betreffen sowohl den Käufer als auch den Verkäufer eines Erdgasleitungssystems.

Die Untersuchung ergab einige Schlussfolgerungen zu Sendern und elektronischen Durchflussmessgeräten. Es wurde festgestellt, dass Leitungen gleicher Länge und großer Öffnung mit konstantem Durchmesser verwendet werden sollten. Sie sollten außerdem Drehventile verwenden, um die Elektronik vor Druckspitzen zu schützen. Diese sollten eng mit den Düsenanschlüssen verbunden sein.

Das AS-Schneider-System minimiert oder eliminiert Spurlinienfehler und ist einfach zu installieren. Außerdem ist es sowohl in vertikaler als auch in horizontaler bis vertikaler Konfiguration erhältlich.

AS-Schneider hat das sogenannte Schneider DirectMount System – kurz SDMS – entwickelt. Durch den Einsatz des SDMS reduzieren Betreiber die Installationskosten erheblich. Es ist nicht erforderlich, Rohrverläufe, Fittings und teure Rohrständer herzustellen und zu installieren. Das SDMS reduziert potenzielle Leckstellen im Zusammenhang mit NPT-Verbindungen. Die Lösung bietet außerdem eine sichere, kompakte und leckagefreie Messinstallation. Die internen Anschlüsse fördern die Selbstentleerung von Kondensaten und Flüssigkeiten, um Gefrierprobleme zu reduzieren.

Es nutzt das IEC 61518-System, das den Empfehlungen des American Petroleum Institute entspricht. Auch die Gas Processors Association und die American Gas Association haben dem zugestimmt.